JP2009133958A - オーバーコート心線及びケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】オーバーコート層が確実に所要の長さ除去できるオーバーコート心線及びケーブルを提供する。
【解決手段】オーバーコート心線１０は、ガラスファイバ１上に紫外線硬化型樹脂の被覆層２及び着色層３が被覆された光ファイバ心線１１上にさらにオーバーコート層４が被覆され、オーバーコート層４は、紫外線硬化型樹脂に、−２０℃以上＋４０℃以下で液体であって分子量分布のピークが１０００以上６０００以下である、Ｓｉ及びＦを含まない非反応性の高分子膨潤剤が１０重量％以上２０重量％以下添加されているとともに、Ｓｉを含む高分子添加剤が１重量％以上３重量％以下添加されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ心線の外側にオーバーコート層を被覆形成したオーバーコート心線及びこのオーバーコート心線を備えたケーブルに関する。

光ファイバの被覆構造に関しては既に膨大な種類のものが知られており、その中に、ガラスファイバ上に樹脂層（樹脂内層）を被覆した光ファイバ心線の外周面に更に樹脂のオーバーコート層（樹脂外層）を形成したオーバーコート心線がある。

そのような樹脂の被覆層が複数層設けられたオーバーコート心線の例として、光ファイバ心線の最外層とオーバーコート層との間に、べたつき解消を目的としたシリコーンオイル層を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、光ファイバ心線の最外層とオーバーコート層との間に、離型剤からなる中間緩衝層を設け、トレードオフ関係にある耐側圧性と低温特性とのバランスを図ったものが知られている（特許文献２参照）。

特開昭６１−１４５５１４号公報 特開昭６２−７３２１４号公報

上記特許文献１，２に記載のオーバーコート心線は、いずれもシリコーンオイル層などが樹脂層の間に存在するので、ある程度は外層樹脂を除去する際の被覆除去性の向上に寄与すると考えられる。しかし、長い寸法（５ｃｍ以上）の被覆除去性を満たすまでには至らなかった。外径の太いオーバーコート心線を市販品のメカニカルスプライス（簡易コネクタ）等で接続する場合、メカニカルスプライスの溝に位置決めするために５ｃｍ以上被覆を除去しなければならない。ところが、現状では１回の操作で除去できる被覆は３ｃｍ程度であり、当該オーバーコート心線をメカニカルスプライスにより接続することは困難であった。

また、このようなオーバーコート心線の中には、紫外線硬化型樹脂を被覆した着色心線にさらに紫外線硬化型樹脂をオーバーコートしたものがあるが、着色心線とオーバーコート層が互いに紫外線硬化型樹脂であるため強く密着してしまう他、硬化収縮により下地の着色心線を締めつけてしまうこと、さらにヤング率が比較的高かったこと等により、非加熱で除去できるオーバーコート層の長さはせいぜい１０ｍｍ程度であった。

本発明は、上記事情を考慮し、オーバーコート層を所要の長さ確実に除去できるオーバーコート心線及びケーブルを提供することを目的とする。

本発明のオーバーコート心線は、ガラスファイバ上に紫外線硬化型樹脂層が被覆された光ファイバ心線上にさらにオーバーコート層が被覆されたオーバーコート心線であって、前記オーバーコート層は、紫外線硬化型樹脂に、−２０℃以上＋４０℃以下で液体であって分子量分布のピークが１０００以上６０００以下である、Ｓｉ及びＦを含まない非反応性の高分子膨潤剤が１０重量％以上２０重量％以下添加されているとともに、Ｓｉを含む高分子添加剤が１重量％以上３重量％以下添加されていることを特徴とする。

本発明のオーバーコート心線は、前記光ファイバ心線の最外層にシリコン系剥離剤を有することが好ましい。

また、本発明のケーブルは、本発明のオーバーコート心線の外周に、ポリオレフィン系樹脂が接触する状態で被覆されていることを特徴とする。

本発明によれば、オーバーコート層を除去するときに、そのオーバーコート層が光ファイバ心線の最外層から速やかに剥離し、オーバーコート層が光ファイバ心線上を滑る。これにより、被覆（オーバーコート層）の除去性が向上されて除去被覆寸法が増大され、非加熱で５０ｍｍ程度の長さを確実に被覆除去することが可能なオーバーコート心線及びケーブルが提供できる。

以下、本発明に係る好適な実施の形態の例を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態のオーバーコート心線の軸に垂直な断面図である。このオーバーコート心線１０は、ガラスファイバ（裸光ファイバ）１上に樹脂層２と着色層３を順に被覆した光ファイバ心線１１の外周面に、オーバーコート層４を形成してなるものである。オーバーコート心線１０の外径は例えば０．５ｍｍで、通常の光ファイバ心線の外径である０．２５ｍｍより当然に太いものである。この太さにより、布設現場での取り扱い性が向上し、耐側圧性が向上する。

光ファイバ心線１１は、その一例を挙げると、０．１２５ｍｍの直径を有するガラスファイバ１の外側に、プライマリ樹脂層２Ａ、セカンダリ樹脂層２Ｂおよび着色樹脂層３を順に被覆したものであり、直径が０．２５ｍｍである。

ガラスファイバ１は、コア及びクラッドからなるものであって、本実施形態では、シングルモードファイバを用いてあるが、マルチモードファイバ等であってもよい。

樹脂層２は、ガラスファイバ１の外周面に被覆したプライマリ樹脂層２Ａ及びセカンダリ樹脂層２Ｂで構成されるが、１層であってもよい。本実施形態のプライマリ樹脂層２Ａ及びセカンダリ樹脂層２Ｂには、それぞれウレタンアクリレート樹脂などの紫外線硬化型樹脂を用いている。

着色層３は、セカンダリ樹脂層２Ｂの外周に被覆するものであり、着色剤を含有するウレタンアクリレート樹脂などの紫外線硬化型樹脂が使用されている。なお、この着色層３は、必ずしも被覆させなくてもよい。

また、光ファイバ心線１１の最外層（本実施形態では着色層３が該当する）には、滑り性を向上させるための剥離剤が含まれていると良い。剥離剤としては、シリコン系剥離剤を好適に使用できる。このような剥離剤を使用することにより、光ファイバ心線１１に対するオーバーコート層４の被覆除去性を向上できる。

オーバーコート層４は、光ファイバ心線１１の外周に被覆されており、非加熱で、所要値以上の引き抜き力を作用させると、光ファイバ心線１１からこのオーバーコート層４を所定長さ除去可能にするため、剥離性を有する樹脂材料（オーバーコート樹脂）を用いている。本実施形態のオーバーコート樹脂には、ベース樹脂としてウレタンアクリレート樹脂などの紫外線硬化型樹脂を用い、これに、−２０℃以上＋４０℃以下の温度条件で液体であり分子量分布のピークが１０００以上６０００以下であるＳｉ及びＦを含まない非反応性の高分子膨潤剤を、１０重量％以上２０重量％以下添加させている。

この高分子膨潤剤は、分子量１０００未満の低分子量成分をほとんど含まない。分子量分布は、例えば分子量が約４０００の単一ピークを有する。また元素にＦ、Ｓｉを含まないため、ベース樹脂（基材）と相溶性がよく、多量に添加することができる。高分子膨潤剤を多量に添加することで、硬化時及び低温時での収縮を抑えることができ、オーバーコート層４の除去が容易になる。また、この高分子膨潤剤は、１０００未満の分子量成分をほとんど持たないため、多量に添加しても湿熱環境下での拡散や他層への移行可能性は低い。また、高分子膨潤剤は非反応性で架橋に取り込まれないため、膨潤させる力が大きい。したがって、下地の光ファイバ心線１１を締め付ける力を弱くでき、オーバーコート層４を除去しやすくしている。

また、オーバーコート層４の樹脂には、Ｓｉを含む非反応性の高分子添加剤（Ｓｉ系高分子添加剤）を添加させている。このＳｉ系高分子添加剤は、平均分子量約１７０００で分子量１０００以下の低分子量成分も含まれている。このため、湿熱環境下では拡散や他層への移行の可能性があるので、添加量は１重量％以上３重量％以下としているが、Ｓｉ系高分子添加剤は少量の添加量でもオーバーコート層４を滑りやすくして除去性を向上させることができる。

したがって、本実施形態のオーバーコート心線１０によれば、低温下でも、換言すれば非加熱の状態でも、被覆に刃を切れ込ませて心線の長手方向に移動させることで被覆を引き抜く方式の除去具を用いた手作業によってオーバーコート層４を光ファイバ心線１１から所定の長さ（例えば５０ｍｍ）筒状に抜いて除去できるので、被覆除去性が向上し、光ファイバ心線１１の露出やガラスファイバ１同士の融着接続などの作業性も向上する。

なお、光ファイバ心線１１上にオーバーコート層４を被覆するには、上記の高分子膨潤剤及びＳｉ系高分子添加剤が添加されたオーバーコート樹脂を満たしたダイスに、光ファイバ心線１１を通過させて光ファイバ心線１１上にオーバーコート樹脂を塗布し、ダイスを出たオーバーコート樹脂に紫外線を照射して硬化させ、オーバーコート層４の被覆を完了する。

次に、オーバーコート心線１０を用いた本発明に係る一実施形態であるドロップケーブルについて説明する。
図２（Ａ），（Ｂ）は、上記実施形態のオーバーコート心線１０を設けたドロップケーブル５を示すものであり、（Ａ）は１心シングルモード架空ドロップケーブル５Ａ、（Ｂ）は２心シングルモード架空ドロップケーブル５Ｂを示す断面図である。

このドロップケーブル５は、例えば架空に布設されている光ケーブルから1本または複数本の光ファイバを一般家庭などへ引き込む際に用いられるケーブルであって、１心シングルモード架空ドロップケーブル５Ａの場合、１心のオーバーコート心線１０と、このオーバーコート心線１０と平行に同一平面内の両側に設けたテンションメンバ５１，５２と、支持線５３とが、外被５４によって一体化されている。

テンションメンバ５１，５２は、抗張力体としてケーブル内部に設けられており、ドロップケーブル５に対して作用する張力等の外力を受けることで光ファイバ心線１１を外力から保護し、光ファイバ心線１１の損傷を防いでいる。このテンションメンバ５１，５２は、鋼線やＦＲＰなどの材料で形成されている。

支持線５３は、ドロップケーブル５が架空に布設された状態でケーブル自身の全体の荷重を支持するものであり、鋼線などで形成されている。

外被５４は、オーバーコート心線１０の外周に、例えば難燃ポリエチレンなどの、難燃性を有するポリオレフィン系樹脂を直接接触する状態で被覆して形成されている。本実施形態の外被５４は、支持線５３と、テンションメンバ５１と、オーバーコート心線１０と、テンションメンバ５２との間を所要の距離だけ離間させた状態で、これらを一括に被覆している。この外被５４は、支持線５３の外周を覆う支持部側と、テンションメンバ５１，５２及びオーバーコート心線１０の外周を覆う本体側との間を括れた連結部５４Ａで連結させている。また、外被５４の本体側には、断面長手方向のほぼ中間部分両側に切欠き部５４Ｂを有している。したがって、この切欠き部５４Ｂから外被５４を引き裂くことで、簡単にオーバーコート心線１０を取り出せるようになっている。

また、図２（Ｂ）に示す２心シングルモード架空ドロップケーブル５Ｂの場合は、１心のオーバーコート心線１０の代わりにオーバーコート心線１０を２心配置している点を除き、１心シングルモード架空ドロップケーブル５Ａと同様の構成である。

本実施形態のオーバーコート心線１０を用いたドロップケーブル５では、オーバーコート層４の樹脂に上記の通り高分子膨潤剤及びＳｉ系高分子添加剤を添加しているため、高温高湿度環境下であってもケーブル材である外被５４とオーバーコート心線１０のオーバーコート層４との層間で物質の移行、浸潤が抑制され、ドロップケーブル５から取り出したオーバーコート心線１０のオーバーコート層４はケーブル化していないものと同様の安定した被覆除去性を維持できる。すなわち、本実施形態のドロップケーブル５によれば、ケーブル布設後の工事においても、取り出したオーバーコート心線１０から容易にオーバーコート層４を除去することができ、現場などでの作業性が向上する。

本発明に係る実施例について説明する。
本実施例のオーバーコート心線は、図１に示す上記実施形態と同様の構成であって、具体的には、外径０．１２５ｍｍのシングルモードのガラスファイバ１を、ウレタンアクリレート樹脂で二重に被覆して被覆層２を形成し、さらに着色剤を含有するウレタンアクリレート樹脂で被覆して着色層３を形成した光ファイバ心線１１（外径：０．２５ｍｍ）に対して、ウレタンアクリレート樹脂をベース樹脂としたオーバーコート樹脂を被覆してオーバーコート層４を形成し、外径を０．５ｍｍとしたオーバーコート心線１０を作製した。その際、オーバーコート樹脂については、前記高分子膨潤剤と前記Ｓｉ系高分子添加剤の添加量が異なるものを使用し、実施例１〜３及び比較例のオーバーコート心線を用意した。

そして、実施例１〜３及び比較例のオーバーコート心線を図２に示したようにドロップケーブル化し、ケーブル化後の経過時間毎に被覆除去性を調べる比較実験を行ったところ、下記に示す表１のような結果が得られた。なお、ケーブル化後は、高湿高温（８５℃／８５％ＲＨ）雰囲気中にドロップケーブルを保管した。
表１に前述の２種の添加剤量と被覆除去性との関係を示す。

表１の被覆除去力は、市販の除去工具である「マイクロストリップ」（マイクロエレクトロニクス社製 ０．０１６インチの穴径の刃）を用い、−２０℃の環境下（−２０℃の恒温槽の中）で５０ｍｍの長さのオーバーコート層を除去したときの最大応力を示している。
なお、このときの被覆除去力については、図３に示すように、オーバーコート心線１０を引っ張り試験器１００に固定し、測定環境を−２０℃として、オーバーコート心線１０に刃１０１を切り込ませた状態のマイクロストリップ１０２を、移動速度５０ｍｍ／分でオーバーコート心線１０の軸に沿って移動させる。このとき、マイクロストリップ１０２をつないだ計測器１０３にかかる力を測定し、その力を被覆除去力［Ｎ］とする。具体的には、オーバーコート心線１０の端から５０ｍｍの箇所に、０．０５ｍｍの深さまでマイクロストリップ１０２の刃１０１を切り込ませてオーバーコート心線１０を固定し、その刃１０１をオーバーコート心線１０の軸に沿いながらオーバーコート心線１０の端に向けて動かし、オーバーコート層４を５０ｍｍの長さ除去する。

実施例１では、高分子膨潤剤を２０重量％添加したものに、Ｓｉ系高分子添加剤を１重量％添加しているが、このように少量のＳｉ系高分子添加剤が含まれていれば、低温下でも滑りやすく、オーバーコート層４が除去可能となることがわかる。一方、このＳｉ系高分子添加剤を添加しなければ、実施例２，３のように、初期値（ケーブル化直後の除去力）が小さく抑えられないのと同時に、時間経過に伴う除去力の増加も大きくなり、１４日以降経過のものでは除去できなくなる。
なお、実施例２と実施例３を比較すると、高分子膨潤剤を１０重量％添加した実施例３よりも、高分子膨潤剤を２０重量％添加した実施例２の方が、除去力を小さく抑えられることが分かる。

また、比較例は、Ｓｉ系高分子添加剤を４重量％とやや多めに添加したものであるが、Ｓｉ系高分子添加剤が多すぎてしまい、これが下地の光ファイバ心線表面の着色層に移行し膨潤させてしまう。このため、オーバーコート層４を除去した後の光ファイバ心線表面に刃のあとがついてしまう（目視で確認できる）。これによって、下地の光ファイバ心線の保護のためにも、Ｓｉ系高分子添加剤の過剰の添加は逆効果になるとの知見が得られ、Ｓｉ系高分子添加剤は３重量％以下であることが良いと確認できた。

本発明に係るオーバーコート心線の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係るオーバーコート心線を用いたケーブルの形態例を示すものであり、（Ａ）は１心シングルモード架空ドロップケーブルを示す断面図、（Ｂ）は２心シングルモード架空ドロップケーブルを示す断面図である。 （Ａ）は本実施例の試験に用いる引張試験器などを示す全体構成図、（Ｂ）はその一部を示す構成図である。

符号の説明

１ ガラスファイバ
２ 被覆層（紫外線硬化型樹脂層）
２Ａ プライマリ樹脂層（紫外線硬化型樹脂層）
２Ｂ セカンダリ樹脂層（紫外線硬化型樹脂層）
３ 着色層（紫外線硬化型樹脂層）
４ オーバーコート層
５ ドロップケーブル（ケーブル）
５Ａ １心シングルモード架空ドロップケーブル
５Ｂ ２心シングルモード架空ドロップケーブル
１０ オーバーコート心線
１１ 光ファイバ心線
５１，５２ テンションメンバ
５３ 支持線
５４ 外被

Claims (3)

1. ガラスファイバ上に紫外線硬化型樹脂層が被覆された光ファイバ心線上にさらにオーバーコート層が被覆されたオーバーコート心線であって、
   前記オーバーコート層は、紫外線硬化型樹脂に、−２０℃以上＋４０℃以下で液体であって分子量分布のピークが１０００以上６０００以下である、Ｓｉ及びＦを含まない非反応性の高分子膨潤剤が１０重量％以上２０重量％以下添加されているとともに、Ｓｉを含む高分子添加剤が１重量％以上３重量％以下添加されていることを特徴とするオーバーコート心線。
2. 前記光ファイバ心線の最外層にシリコン系剥離剤を有することを特徴とする請求項１に記載のオーバーコート心線。
3. 請求項１または２に記載のオーバーコート心線の外周に、ポリオレフィン系樹脂が接触する状態で被覆されていることを特徴とするケーブル。

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